[發明專利]切頂巷預裂頂板布置方法

有效

• 申請號: 201210316458.9
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102797492A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 竇林名;何江;鞏思園;毛衛民;王毅;張軍偉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00;E21D19/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及切頂巷預裂頂板布置方法，尤其適用于具有沖擊礦壓危險的高瓦斯長壁采煤工作面沖擊礦壓防治。

背景技術

沖擊礦壓是高應力作用下，煤巖體積聚的大量彈性變形能在瞬間猛烈釋放造成的礦井爆炸性動力災害，常導致巷道、機電設備瞬間遭到破壞，嚴重時將造成人員傷亡等，給礦井安全高效生產造成了極大影響。堅硬厚層頂板形成的采空區大面積懸頂是工作面煤體形成高應力集中的主要因素，尤其在工作面鄰近采空區一側，由于受到鄰面側向應力以及本工作面后方懸頂造成的超前應力影響，更易發生沖擊礦壓災害。預裂堅硬厚層頂板是避免工作面后方形成大面積懸頂的主要方法。目前預裂頂板的方法主要采用頂板深孔爆破的方法，由于存在“啞炮”、拒爆等現象，深孔爆破存在安全隱患，另一方面，若礦井存在高瓦斯，爆破容易誘發瓦斯爆炸，導致災害。由于煤礦厚層堅硬頂板導致的沖擊礦壓災害日趨嚴重，以及現有預裂厚層堅硬頂板技術方法效果不佳，易誘發瓦斯災害等，有效預裂頂板技術是本領域內急待解決的問題。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種方法簡單、安全可靠、效果好的切頂巷預裂頂板的巷道布置方法。

技術方案：本發明的切頂巷預裂頂板布置方法：

a、在鄰面采空區一側的工作面上方施工位于堅硬厚層頂板中或其上方的瓦斯高抽巷，瓦斯高抽巷距上順槽的平面距離為15~25m；

b、在需要預裂弱化頂板的位置施工連接上順槽與瓦斯高抽巷的切頂巷，切頂巷長度為15~40m；

當工作面回采推進時，采空區上方懸頂將逐漸增大；

當工作面推進至切頂巷區域時，堅硬厚層頂板將沿切頂巷弱化區開始破斷，從而減小來壓步距，避免堅硬厚層頂板在工作面后方采空區形成大面積懸頂。

所述的切頂巷施工為半圓拱形、或方形巷道。

有益效果：利用工作面上順槽和瓦斯高抽巷，在其間掘出間距為15~40m的切頂巷，切頂巷在厚層堅硬頂板中可形成巷道大小的孔洞，破壞了厚層堅硬頂板的完整性，達到預裂的效果。當工作面推進至切頂巷區域時，厚層堅硬頂板由于受切頂巷弱化作用，首先從切頂巷邊角應力集中位置開始形成裂紋擴展，并最終導致厚層堅硬頂板沿切頂巷區域破斷，避免厚層堅硬頂板在工作面后方形成大面積懸頂導致工作面煤體應力集中產生沖擊礦壓災害。該方法提前在上順槽與瓦斯高抽巷之間掘進巷道弱化厚層堅硬頂板，可避免回采過程中因爆破弱化頂板導致的瓦斯爆炸災害。該巷道布置方法適用于具有沖擊礦壓危險的煤層在采用長壁工作面開采時，沿采空區一側預裂頂板，尤其適用于具有厚層堅硬頂板的工作面進行頂板預裂，可避免頂板在工作面后方形成大面積懸頂而使煤體產生高應力集中誘發沖擊礦壓災害。其方法簡單、安全、實用、效果好，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明的平面布置示意圖。

圖2是圖1的A－A的剖面示意圖。

圖3是本發明的近水平煤層開采剖面布置示意圖。

圖中：1－工作面，2－上順槽，3－下順槽，4－瓦斯高抽巷，5－切頂巷，6－工作面后部采空區，7－區段煤柱，8—鄰面采空區，9—厚層堅硬頂板。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施作進一步的描述：?

圖1圖2所示，本發明的切頂巷預裂頂板布置方法，當采煤工作面上區段回采形成采空區8后，掘進本工作面1的上順槽2、下順槽3，當工作面1形成之后，在鄰面采空區8一側工作面1上方施工位于堅硬厚層頂板9中或其上方的瓦斯高抽巷4，瓦斯高抽巷4距上順槽2的平面距離為15~25m；在需要預裂弱化頂板的區域施工連接上順槽2與瓦斯高抽巷4的切頂巷5，切頂巷5長度為15~40m；所述的切頂巷5可施工為半圓拱形、也可施工為方形巷道。當工作面1回采推進時，采空區6上方懸頂逐漸增大；當工作面1推進至切頂巷5區域時，堅硬厚層頂板9將沿切頂巷5弱化區開始破斷，從而減小來壓步距，避免堅硬厚層頂板9在工作面后方采空區6形成大面積懸頂，實現沖擊礦壓防治的目的。

圖3所示，當煤層傾角較小或近水平時，切頂巷5可傾斜布置。